Spis treści - Wydawnictwo AGH
Transkrypt
Spis treści - Wydawnictwo AGH
Spis treci Wstêp ................................................................................................................. 7 1. W£ACIWOCI PÓ£PRZEWODNIKÓW ..................................................... 1.1. Struktura i w³aciwoci elementarnych pó³przewodników ....................... 1.2. Pó³przewodniki domieszkowane ................................................................ 1.3. Termodynamika systemów elektronów i dziur w pó³przewodnikach ...... 1.4. Pó³przewodnik w stanie nierównowagi termodynamicznej ...................... 1.5. Przewodnictwo pó³przewodników ............................................................. 1.6. Mechanizmy transportu noników ............................................................. 1.7. Wbudowane pole elektryczne .................................................................... 1.8. Podstawowe równania pó³przewodników ................................................. 1.9. Szumy w pó³przewodnikach ...................................................................... Literatura ............................................................................................................ 9 9 19 23 25 30 34 37 38 42 45 2. ZJAWISKA KONTAKTOWE ........................................................................... 2.1. Pr¹d termoemisyjny .................................................................................... 2.2. Kontakt metal-pó³przewodnik (m-s) .......................................................... 2.3. Z³¹cze p+-n .................................................................................................. 2.4. Heteroz³acza ............................................................................................... 2.5. Kondensator MOS ...................................................................................... Literatura ............................................................................................................ 47 47 48 54 63 65 75 3. DIODY ............................................................................................................... 77 3.1. Model diody z³¹czowej p+-n ...................................................................... 77 3.2. Równanie rzeczywistej diody z³¹czowej p+-n ........................................... 79 3.3. Parametry diody prostowniczej .................................................................. 82 3.4. Pojemnoci z³¹cza p+-n diody pojemnociowe ...................................... 83 3.5. Modele ma³osygna³owe diody ................................................................... 89 3.6. Efekty dynamiczne prze³¹czania diody p+-n ............................................. 93 3.7. Diody stabilizacyjne ................................................................................... 98 3.8. Diody tunelowe ........................................................................................... 101 3.9. Parametry termiczne diody ......................................................................... 104 3 4 3.10. Szumy w diodach ....................................................................................... 3.11. Modele komputerowe diody ..................................................................... 3.12. Diody Schottkyego ................................................................................... Literatura ............................................................................................................ 108 109 114 119 4. TRANZYSTORY BIPOLARNE ....................................................................... 4.1. Budowa i dzia³anie tranzystorów bipolarnych .......................................... 4.1.1. Struktury z³¹czowe i pr¹dy w tranzystorach ................................... 4.1.2. Konfiguracje i stany pracy tranzystora ........................................... 4.2. Charakterystyki napiêciowo-pr¹dowe ...................................................... 4.2.1. Model EbersaMolla ....................................................................... 4.2.2. Charakterystyki tranzystora w konfiguracji OE ............................. 4.2.3. Model transportowy tranzystora ..................................................... 4.3. Parametry i modele ma³osygna³owe tranzystorów bipolarnych ............... 4.3.1. Definicje podstawowe ..................................................................... 4.3.2. Okrelenie punktu pracy tranzystora .............................................. 4.3.3. Tranzystor jako czwórnik aktywny ................................................. 4.3.4. Model typu hybryd-π dla konfiguracji OE ..................................... 4.3.5. Model typu hybryd-π dla konfiguracji OB ..................................... 4.3.6. Hybrydowe parametry typu h tranzystora ....................................... 4.3.7. Czêstotliwoci graniczne tranzystora .............................................. 4.3.8. U¿ytkowe parametry ma³osygna³owe tranzystora w uk³adzie elektronicznym .............................................................. 4.4. Prze³¹czanie tranzystora ............................................................................. 4.4.1. Warunki pracy tranzystora jako prze³¹cznika ................................. 4.4.2. Równanie kontrolne ³adunku bazy .................................................. 4.4.3. Tranzystor zintegrowany z diod¹ Schottkyego ............................. 4.5. Nara¿enia napiêciowe tranzystorów .......................................................... 4.6. Szumy tranzystorów bipolarnych ............................................................... 4.7. Fizyczne i komputerowe modele tranzystorów bipolarnych .................... 4.7.1. Za³o¿enia wstêpne do modelu GummelaPoona ............................ 4.7.2. Pr¹d transportowy tranzystora ......................................................... 4.7.3. Model GummelaPoona w SPICE (model SGP) ........................... 4.7.4. Efekty cieplne i model termiczny tranzystora bipolarnego ........... 4.8. Bipolarne tranzystory mocy ....................................................................... Literatura ............................................................................................................ 121 121 121 125 127 127 131 133 135 135 135 136 140 143 145 147 151 152 152 156 158 159 161 164 164 166 172 180 186 188 5. TRANZYSTORY POLOWE ............................................................................ 5.1. Zasada dzia³ania i podzia³ tranzystorów polowych .................................. 5.2. Z³¹czowy tranzystor polowy JFET i jego modele ..................................... 5.2.1. Warunki pracy tranzystora n-JFET jako wzmacniacza .................. 5.2.2. Parametry ma³osygna³owe tranzystora JFET ................................. 5.2.3. Ograniczenia czêstotliwociowe i czêstotliwoæ odciêcia ............. 190 190 193 198 201 203 5.3. Szumy w tranzystorach JFET ................................................................... 5.4. Model komputerowy tranzystora JFET w SPICE/PSpice ....................... 5.5. Tranzystor polowy z izolowan¹ bramk¹ (MOSFET) i jego modele ....... 5.5.1. Wielkosygna³owy model zastêpczy tranzystora MOSFET .......... 5.5.2. Ma³osygna³owy model tranzystora MOSFET .............................. 5.6. Ma³osygna³owy admitancyjny schemat zastêpczy tranzystorów polowych ............................................................................ 5.7. Szumy w tranzystorach MOSFET ........................................................... 5.8. Modele komputerowe tranzystorów MOSFET ....................................... 5.9. Tranzystory polowe MOSFET du¿ej mocy ............................................. 5.10. Porównanie tranzystorów polowych MOSFET z tranzystorami bipolarnymi .................................................................... Literatura ............................................................................................................ 204 205 208 211 212 6. PRZYRZ¥DY OPTOELEKTRONICZNE ....................................................... 6.1. Absorpcja wiat³a w pó³przewodnikach fotodetektory .......................... 6.1.1. Fotorezystory ................................................................................... 6.1.2. Fotodiody ......................................................................................... 6.1.3. Fototranzystory ................................................................................ 6.2. Przyrz¹dy fotowoltaiczne ........................................................................... 6.3. Diody elektroluminescencyjne ................................................................... 6.4. Diody laserowe ........................................................................................... 6.5. Parametry energetyczne i wietlne ............................................................. Literatura ............................................................................................................ 233 233 239 241 245 246 251 257 263 267 7. TYRYSTORY I TRIAKI .................................................................................... 7.1. Budowa i dzia³anie tyrystora ...................................................................... 7.2. Triaki ........................................................................................................... 7.3. Struktury tyrystorowe V-MOS i D-MOS .................................................. Literatura ............................................................................................................ 268 268 276 277 281 8. PÓ£PRZEWODNIKOWE PRZYRZ¥DY £ADUNKOWE ............................ 8.1. Kondensatory MOS w strukturze CCD ..................................................... 8.2. Efekty dynamiczne i transfer ³adunku w CCD .......................................... 8.3. Sensory optyczne CCD .............................................................................. Literatura ............................................................................................................ 282 282 284 288 291 9. PRZYRZ¥DY TERMOELEKTRYCZNE ........................................................ 9.1. Termopr¹dy w pó³przewodnikach .............................................................. 9.1.1. Zjawisko Seebecka .......................................................................... 9.1.2. Zjawisko Peltiera ............................................................................. 9.1.3. Parametry termoelektryczne materia³ów ........................................ 9.1.4. Efekt Thomsona ............................................................................... 292 292 294 297 299 302 217 218 219 224 230 232 5 9.2. Pó³przewodnikowe przyrz¹dy termoelektryczne ...................................... 9.2.1. Generator termoelektryczny ............................................................ 9.2.2. Ch³odziarki termoelektryczne ......................................................... Literatura ............................................................................................................ 304 306 310 313 10. SYMBOLE, INDEKSY I OZNACZENIA PRZYRZ¥DÓW PÓ£PRZEWODNIKOWYCH .............................................. 314 6